Simufact Forming Werkzeugbelastungsanalyse

Dieses Modul ermöglicht die Simulation von Werkzeugspannungen zur Vorhersage der Spannungsverteilung in Umformwerkzeugen und erlaubt Ihnen damit einen wesentlich tieferen Einblick in das Werkzeugverhalten als dies mit dem Simufact Forming Hub möglich ist. Dies kann für jede Komplexität an Werkzeugen erfolgen, wie vorgespannte Werkzeuge und Werkzeugarmierungen mit einer unbegrenzten Anzahl an Bauteilen. Die Kenntnis der Spannungsverteilung, insbesondere die Lage und Amplitude von Zugspannungsspitzen in Werkzeugen ist Voraussetzung, um effektive Gegenmaßnahmen zur Verlängerung der Werkzeugstandzeit bereits in der Konstruktionsphase abzuleiten. Analysieren Sie das Werkzeugversagen und evaluieren Sie alternative Werkzeugkonzepte.

Armierungen beispielsweise durch Schrumpfverbände auch in mehrstufiger Ausführung können selbstverständlich modelliert und auch hinsichtlich der Lage und Überlappung optimiert werden.

Die Werkzeugspannungen können sowohl direkt mit der Umformsimulation gekoppelt, aber auch in einer entkoppelten Analyse im Post-Processing der eigentlichen Umformsimulation in einem separaten Schritt für die Zeitpunkte mit der maximalen Werkzeugbelastung entkoppelt simuliert werden. Die letztgenannte Vorgehensweise ist besonders anwenderfreundlich und durch ihre besonders kurzen Rechenzeiten gut in die Arbeitsabläufe zu integrieren: Zunächst wird der Umformprozess simuliert und hinsichtlich des Werkstoffflusses optimiert. Sobald eine gute Auslegung vorliegt, wird in der entkoppelten Werkzeuganalyse unter Wiederverwendung der bereits erstellten Simulationen die Werkzeugbelastung überprüft und bei Bedarf das Werkzeugkonzept auf eine optimale Werkzeugstandzeit hin simulativ optimiert.

Simufact Forming Parallel Core

Dieses Zusatzmodul stellt die die Parallelisierung der Simulation mit den besonders effektiven Methoden Domain Decomposition Method (DDM) für den FE-Solver und Shared Memory Parallelization (SMP) für den FE-Solver und FV-Solver bereit. Die Berechnungsdauer wird effektiv verkürzt.

Bei der Parallelisierung mit DDM wird das zu simulierende Modell automatisch in Teilbereiche "Domains" zerlegt, die über zusätzliche numerische Randbedingungen an den Domaingrenzen verbunden sind. Für jeden Teilbereich wird eine eigene Steifigkeitsmatrix, in der alle Elemente, Knoten und Randbedingungen beschrieben sind, erstellt. Die Verschiebungen und Kräfte werden bei der Lösung der Steifigkeitsmatrix für jeden Zeitschritt berechnet. Im Vergleich zu einer nicht parallelisierten Simulation ersetzen bei dieser Methode mehrere kleinere Steifigkeitsmatrizen eine größere Steifigkeitsmatrix.

Der Geschwindigkeitsgewinn entsteht durch die Tatsache, dass bei der FEM-Simulation der Berechnungsaufwand mit zunehmender Größe der Steifigkeitsmatrix überproportional nichtlinear ansteigt. Die durch die DDM-Methode verkleinerten Steifigkeitsmatrizen führen deshalb zu einer überproportionalen Reduktion des Rechenaufwandes für die einzelnen Domänen.

Ein weiterer Geschwindigkeitsgewinn entsteht dadurch, dass die Steifigkeitsmatrizen der einzelnen Domains gleichzeitig und unabhängig voneinander auf verschiedenen Cores bzw. Prozessoren einer Workstation oder eines Clusters gelöst werden. Für Remeshing-Operationen werden die Domains zusammengefügt, das Netz neu vernetzt und danach wieder in einzelne Domains neu aufgeteilt.

Die Parallelisierung mittels der DDM-Methode kann in Kombination mit der Shared Memory Parallelisierung verwendet werden. Dann wird die Berechnung einer Domain zusätzlich noch für ausgewählte Rechenoperationen beim Aufstellen der Steifigkeitsmatrix und der Gleichungslösung auf weitere Cores/Prozessoren verteilt bzw. parallelisiert. Die Shared Memory Parallelisierung kann auch ohne DDM Parallelisierung verwendet werden.

Hinweise:

• Die Anzahl der Domains, die für die Parallelisierung herangezogen werden dürfen, ist von der Anzahl der lizenzierten Simufact Forming Parallel Core abhängig. Soll eine Simulation auf z. B. 12 Cores parallelisiert werden, so müssen zusätzlich zum Simufact Forming Hub elf Simufact Forming Parallel Cores erworben werden.

• Bei FV-Simulationen ist die DDM-Methode nicht anwendbar, weil bei FV-Simulationen der Rechenaufwand nur linear mit der Anzahl von Knoten/Elementen zunimmt - die FV-Methode ist also per se schon effektiver. Die Zerlegung in Domains wäre folglich nicht zielführend. Für FV-Simulationen ist die Shared Memory Parallelisierung die effektivste Parallelisierungsmethode.

CAD-Importschnittstellen: Import von Werkzeug- und Vorformgeometrien aus CAD-Dateien

Die Importschnittstellen für die Dateiformate STEP, STL und IGES sind bereits im Simufact Forming Hub enthalten; ebenso die Importschnittstelle für das Dateiformat DXF zum Import von Walzengeometrien.

Die Importschnittstelle verwendet die CADfix-Technologie unseres Softwarepartners ITI TranscenDATA, die leistungsfähige Reparaturfunktionen zur automatischen Korrektur von beispielsweise nicht exakt geschlossenen Flächenbeschreibungen einsetzt. Dadurch erübrigen sich manuelle, sehr zeitintensive Netzkorrekturen vollständig.

Sind ganze Baugruppen in einer Datei gespeichert, so können diese unter Beibehaltung der Positionen der individuellen Geometrien in einem Schritt importiert werden. Der Auflösungsgrad (Diskretisierung) der importierten Geometrien erfolgt automatisch, kann jedoch von Ihnen als Anwender beeinflusst werden. Des Weiteren können Sie auch für die Simulation nicht relevante Geometriefeatures, wie z. B. Bohrungen für Transportvorrichtungen, beim Import entfernen, wodurch sich die Modellgröße reduziert.

Folgende Importschnittstellen können Sie erwerben:

(Bitte setzen Sie sich mit uns in Kontakt, um weitere Optionen zu erfragen.)

• ACIS
• Catia V4
• Catia V5
• Inventor
• Parasolid